一種烷基三丙酮肟基硅烷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)硅的制備領(lǐng)域，具體涉及一種烷基三丙酮肟基硅烷及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，酮肟基硅烷主要用于單組份室溫硫化硅橡膠和涂料的交聯(lián)劑，這類有機(jī)硅產(chǎn)品以通式(NO)aSiR4_a表示。發(fā)明專利CN1548441A公開了乙烯基三丁酮肟基硅烷的制備方法；發(fā)明專利CN101348498A公開了甲基三丁酮肟基硅烷的制備方法；發(fā)明專利CN1557819A公開了甲基三(甲基異丁基酮肟基)硅烷的制備方法，但上述發(fā)明專利制得酮肟基硅烷均存在氣味大、毒性大等缺點(diǎn)。
[0003]酮肟基硅烷中的烷基三丙酮肟基硅烷具有氣味小、毒性小的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)常采用甲苯做溶劑合成烷基三丙酮肟基硅烷中的甲基三丙酮肟基硅烷，合成過程困難，而且溶劑甲苯難以完全清除，產(chǎn)品收率很低。丙酮肟又名二甲酮肟，白色針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)61°C，沸點(diǎn)136°C，易溶于水、乙醇、乙醚及丙酮，能溶于酸堿，在稀酸中易水解。如果利用丙酮肟合成烷基三丙酮肟基硅烷，生產(chǎn)酮肟基硅烷常用的溶劑:120#號溶劑、正己烷和環(huán)己烷均很難與丙酮肟相溶，達(dá)不到溶解丙酮肟的目的，反應(yīng)難以進(jìn)行；而且，反應(yīng)生成的丙酮肟鹽酸鹽致使體系固態(tài)物質(zhì)偏多，產(chǎn)品收率很低；難以回收丙酮肟鹽酸鹽中的丙酮肟，不僅增加丙酮肟的消耗，而且直接排放會嚴(yán)重污染環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種烷基三丙酮肟基硅烷及其制備方法，產(chǎn)品收率高，對環(huán)境污染小。
[0005]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種烷基三丙酮肟基硅烷的制備方法，包括以下步驟:
[0006]A.將烷基三乙酰氧基硅烷、丙酮肟和120#溶劑，分別投入帶有回流攪拌裝置的三口燒瓶中，烷基三乙酰氧基硅烷和丙酮肟的摩爾比為1:3?3.5，120#溶劑和丙酮肟的質(zhì)量比為0.4?1:1，在常壓條件下，加熱至61?65°C，并控制在61?65°C下攪拌反應(yīng)120分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至30°C ;
[0007]B.繼續(xù)攪拌，往三口燒瓶內(nèi)的液體中持續(xù)通入干燥的氨氣，當(dāng)液體的pH為7時停止通入氨氣，過濾三口燒瓶內(nèi)的液體，得到分離的濾液和醋酸銨沉淀物，用120#溶劑清洗沉淀物得到清洗液，將清洗液倒入濾液中，將濾液在負(fù)壓條件下蒸餾，得到產(chǎn)品烷基三丙酮月"7基娃燒。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟A中，烷基三乙酰氧基硅烷和丙酮肟的摩爾比為1:3.10
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟A中，120#溶劑和丙酮肟的質(zhì)量比為0.4?0.6:1 ο
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟B中蒸餾的負(fù)壓條件為0.1kPao
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，丙酮肟和烷基三乙酰氧基硅烷生成烷基三丙酮肟基硅烷的反應(yīng)方程式為:
[0012](CH3) 2C = NOH+RSi (OOCH3) 3= RSi [ON = C (CH3) 2] 3+3CH3C00H，
[0013]其中，R= CH3、CH2CH, C6H5、013012或 CH 3CH2CH2。
[0014]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，當(dāng)R = CH3，所述烷基三乙酰氧基硅烷為甲基三乙酰氧基硅烷，所對應(yīng)制得的烷基三丙酮肟基硅烷為甲基三丙酮肟基硅烷；當(dāng)R = CH2CH,所述烷基三乙酰氧基硅烷為乙烯基三乙酰氧基硅烷，所對應(yīng)制得的烷基三丙酮肟基硅烷為乙烯基三丙酮肟基硅烷；當(dāng)R = CH3CH2CH2，所述烷基三乙酰氧基硅烷為丙基三乙酰氧基硅烷，所對應(yīng)制得的烷基三丙酮肟基硅烷為丙基三丙酮肟基硅烷。
[0015]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，包括以下步驟:
[0016]A.將440克甲基三乙酰氧基硅烷、453克丙酮肟和181克120#溶劑，分別投入帶回流攪拌裝置的2L三口燒瓶中，在常壓條件下，加熱至61°C，并控制在的61°C下反應(yīng)120分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至30°C ;
[0017]B.繼續(xù)攪拌，往三口燒瓶內(nèi)的液體中持續(xù)通入干燥的氨氣，當(dāng)液體的pH為7時停止通入氨氣，過濾三口燒瓶內(nèi)的液體，得到分離的濾液和醋酸銨沉淀物，用120#溶劑清洗沉淀物得到清洗液，將清洗液倒入濾液中，將濾液在0.1kPa下蒸餾，去除溶劑和未反應(yīng)的丙酮肟，得到產(chǎn)品甲基三丙酮肟基硅烷。
[0018]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，包括以下步驟:
[0019]A.將464克乙烯基三乙酰氧基硅烷、453克丙酮肟和271克120#溶劑，分別投入帶回流攪拌裝置的2L三口燒瓶中，在常壓條件下，加熱至63 0C，并控制在63 °C下反應(yīng)120分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至30°C ;
[0020]B.繼續(xù)攪拌，往三口燒瓶內(nèi)的液體中持續(xù)通入干燥的氨氣，當(dāng)液體的pH為7時停止通入氨氣，過濾三口燒瓶內(nèi)的液體，得到分離的濾液和醋酸銨沉淀物，用120#溶劑清洗沉淀物得到清洗液，將清洗液倒入濾液中，將濾液在0.1kPa下蒸餾，去除溶劑和未反應(yīng)的丙酮肟，得到產(chǎn)品乙烯基三丙酮肟基硅烷。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，包括以下步驟:
[0022]A.將496克丙基三乙酰氧基硅烷、453克丙酮肟和200克120#溶劑，分別投入帶回流攪拌裝置的2L三口燒瓶中，在常壓條件下，加熱至65°C，并控制在65°C下攪拌反應(yīng)120分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到30°C ;
[0023]B.繼續(xù)攪拌，往三口燒瓶內(nèi)的液體中持續(xù)通入干燥的氨氣，當(dāng)液體的pH為7時停止通入氨氣，過濾三口燒瓶內(nèi)的液體，得到分離的濾液和醋酸銨沉淀物，用120#溶劑清洗沉淀物得到清洗液，將清洗液倒入濾液中，將濾液在負(fù)壓條件下蒸餾，去除溶劑和未反應(yīng)的丙酮肟，得到產(chǎn)品丙基三丙酮肟基硅烷。
[0024]—種烷基三丙酮肟基硅烷，采用所述制備方法制成。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0026](I)本發(fā)明中的制備方法采用烷基三乙酰氧基硅烷和丙酮肟合成烷基三丙酮肟基硅烷，烷基三乙酰氧基硅烷取代烷基三氯硅烷，由于烷基三乙酰氧基硅烷的沸點(diǎn)普遍較高，一般都在200°C以上，沸點(diǎn)明顯高于烷基三氯硅烷，因此在合成過程中不存在氯硅烷的揮發(fā)，進(jìn)而影響收率；合成過程中無需甲苯溶劑，不會產(chǎn)生丙酮肟鹽酸鹽，體系不會產(chǎn)生大量固體，產(chǎn)品收率高。
[0027](2)本發(fā)明中的制備方法不存在回收丙酮肟的問題，而且采用氨氣中和生成的醋酸，促使反應(yīng)進(jìn)行徹底，生成的醋酸銨以沉淀的形式存在，不溶于產(chǎn)品當(dāng)中，容易分離，因此，本制備方法對環(huán)境污染小。
[0028](3)本發(fā)明中的制備方法選擇120#溶劑作為溶劑，雖然丙酮肟與120#溶劑不相溶，但是120#溶劑與烷基三乙酰氧基硅烷是互溶的，反應(yīng)開始時，丙酮肟是固態(tài)的，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，丙酮肟逐步溶解并發(fā)生反應(yīng)，生成的烷基三丙酮肟基硅烷與120#溶劑相溶，固體不斷減少，保證反應(yīng)順利進(jìn)行。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明實(shí)施例提供一種烷基三丙酮肟基硅烷的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
[0030]A.將烷基三乙酰氧基硅烷、丙酮肟和120#溶劑，分別投入帶有回流攪拌裝置的三口燒瓶中，烷基三乙酰氧基硅烷和丙酮肟的摩爾比為1:3?3.5，120#溶劑和丙酮肟的質(zhì)量比為0.4?1:1，在常壓條件下，加熱至61?65°C，并控制在61?65°C下攪拌反應(yīng)120分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至30°C，優(yōu)選的，烷基三乙酰氧基硅烷和丙酮肟的摩爾比為1:3.1，120#溶劑和丙酮肟的質(zhì)量比為0.4?0.6:1。
[0031]B.繼續(xù)攪拌，往三口燒瓶內(nèi)的液體中持續(xù)通入干燥的氨氣，當(dāng)液體的pH為7時停止通入氨氣，過濾三口燒瓶內(nèi)的液體，得到分離的濾液和醋酸銨沉淀物，用120#溶劑清洗沉淀物得到清洗液，將清洗液倒入濾液中，將濾液在負(fù)壓條件0.1kPa下蒸餾，得到產(chǎn)品烷基三丙酮肟基硅烷。
[0032]本發(fā)明丙酮肟和烷基三乙酰氧基硅烷生成烷基三丙酮肟基硅烷的反應(yīng)方程式為:
[0033](CH3) 2C = NOH+RSi (OOCH3) 3= RSi [ON = C (CH3) 2] 3+3CH3C00H，
[0034]其中，R= CH3、CH2CH, C6H5、CH3CH2、013012012等。
[0035]當(dāng)R = CH3,所述烷基三乙酰氧基硅烷為甲基三乙酰氧基硅烷，所對應(yīng)制得的烷基三丙酮肟基硅烷為甲基三丙酮肟基硅烷；
[0036]當(dāng)R = CH2CH,所述烷基三乙酰氧基硅烷為乙烯基三乙酰氧基硅烷，所對應(yīng)制得的燒基二丙酬時基娃燒為乙稀基二丙酬時基娃燒;
[0037]當(dāng)R = CH3CH2CH2,所述烷基三乙酰氧基硅烷為丙基三乙酰氧基硅烷，所對應(yīng)制得的烷基三丙酮肟基硅烷為丙基三丙酮肟基硅烷。
[0038]以下結(jié)合3個實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0039]實(shí)施例1:
[0040]按以下過程制備甲基三丙酮肟基硅烷: